javascript執(zhí)行上下文詳解

更新時間：2023年05月01日 21:07:42 作者：Lin__hr

執(zhí)行上下文可以說是js代碼執(zhí)行的一個環(huán)境，存放了代碼執(zhí)行所需的變量，變量查找的作用域鏈規(guī)則以及this指向等。同時，它也是js很底層的東西，很多的問題如變量提升、作用域鏈和閉包等都可以在執(zhí)行上下文中找到答案，所以這也是我們學(xué)習(xí)執(zhí)行上下文的原因

簡介

執(zhí)行上下文分為三種：

全局執(zhí)行上下文：當(dāng)進(jìn)入全局代碼時會進(jìn)行編譯，在編譯中創(chuàng)建全局執(zhí)行上下文，并生成可執(zhí)行代碼
函數(shù)執(zhí)行上下文：執(zhí)行代碼的過程中，如果遇到函數(shù)調(diào)用，會編譯函數(shù)內(nèi)的代碼和創(chuàng)建函數(shù)執(zhí)行上下文，并創(chuàng)建可執(zhí)行代碼
eval執(zhí)行上下文：當(dāng)使用eval函數(shù)的時候，eval的代碼也會被編譯，并創(chuàng)建執(zhí)行上下文

因為執(zhí)行上下文是在編譯階段創(chuàng)建的，所以接下來先看一下js代碼的執(zhí)行過程吧

javascript代碼的執(zhí)行過程

一段js代碼的執(zhí)行過程中，先是會進(jìn)行編譯階段，js引擎會將代碼進(jìn)行編譯，再進(jìn)入執(zhí)行階段

也就是說，js代碼是按照“段”來執(zhí)行的，具體就是全局代碼就是一段代碼，函數(shù)執(zhí)行也算一段代碼，編譯也是按照“段”來編譯的，也就是一整個js代碼會出現(xiàn)多個編譯階段

編譯階段

編譯階段是一個很復(fù)雜的過程，這里只是簡單的介紹：

1、編譯階段完成兩件事情：創(chuàng)建執(zhí)行上下文和生成可執(zhí)行代碼

2、執(zhí)行上下文就包括變量環(huán)境和詞法環(huán)境和this指向等，創(chuàng)建執(zhí)行上下文的過程：

如果是普通變量的話，js引擎會將該變量添加到變量環(huán)境中并初始化為undefined
如果是函數(shù)聲明的話，js引擎會將函數(shù)定義添加到變量環(huán)境中，然后將函數(shù)名執(zhí)行該函數(shù)的位置（內(nèi)存）

3、接著，js引擎就會把其他的代碼編譯為字節(jié)碼，生成可執(zhí)行代碼

編譯階段完成后，js引擎開始執(zhí)行可執(zhí)行代碼，按照順序一行一行執(zhí)行，當(dāng)遇到函數(shù)或者變量時，會在變量環(huán)境中尋找，找不到的話就會報錯

如果遇到賦值語句時，就會將值賦值給變量

var變量提升與let和const

變量提升是指在js代碼執(zhí)行過程中，js引擎把變量的聲明部分和函數(shù)聲明部分提升到代碼開頭的“行為”。變量被提升后，會給變量設(shè)置默認(rèn)值undefined

變量提升的實現(xiàn)并不是物理地移動代碼的位置，而是在編譯階段被js引擎放入內(nèi)存中。

1、普通變量提升會賦值為undefined，函數(shù)變量名會將整個函數(shù)提升

console.log(fn);  // [Function: fn]
console.log(a);  // undefined
function fn() {
    console.log(111);
}
var a = 1

2、函數(shù)表達(dá)式只會將變量提升，不會將函數(shù)題提升

3、當(dāng)有多個相同類型的聲明（同樣是函數(shù)聲明或者同樣是普通變量聲明），最后一個聲明會覆蓋之前的聲明

4、當(dāng)函數(shù)聲明與變量聲明同時出現(xiàn)時，函數(shù)聲明優(yōu)先級更高

當(dāng)然，變量提升有很多的缺陷，所以從es6開始引入了let和const關(guān)鍵字，通過let和const聲明的變量不具有變量提升特性，同時也支持塊級作用域，先看一下作用域吧

作用域

作用域其實就是一套定義函數(shù)調(diào)用和變量使用的規(guī)則，其中，就有三種作用域：

全局作用域：其中對象在代碼的任何地方都能訪問，其生命周期伴隨著頁面的生命周期
函數(shù)作用域：在函數(shù)內(nèi)部定義的變量和函數(shù)，只能在內(nèi)部訪問，外部不能訪問到，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，函數(shù)內(nèi)部定義的變量會被銷毀（函數(shù)不會嗎？？？）
塊級作用域：由代碼塊包含的代碼會形成一個塊級作用域（es6之前沒有），跟函數(shù)作用域類似

通過var聲明的變量沒有塊級作用域，通過const let聲明的變量有塊級作用域

那js是如何var的變量提升和支持塊級作用域的呢？這就得從執(zhí)行上下文的角度說起

編譯階段生成執(zhí)行上下文：

假設(shè)js需要執(zhí)行一個函數(shù)

首先，編譯創(chuàng)建該函數(shù)的執(zhí)行上下文，創(chuàng)建可執(zhí)行代碼
在編譯階段，所有通過var聲明的變量（包括代碼塊里面的變量）都會被創(chuàng)建并存放在變量環(huán)境中，并初始化為undefined
通過let或者const聲明的變量（不包括代碼塊碼里面的變量）都會被創(chuàng)建并存放在詞法環(huán)境中，設(shè)置為未初始化
至此，編譯階段結(jié)束了，開始執(zhí)行代碼
執(zhí)行代碼過程中遇到代碼塊時，會先將里面通過let或者const聲明的變量存放在詞法環(huán)境中并設(shè)置為初始化，其實，在詞法環(huán)境內(nèi)部，維護(hù)了一個小型的棧結(jié)構(gòu)，棧底是函數(shù)最外層的變量，每遇到一個代碼塊，就將所包含的變量壓入詞法環(huán)境的棧結(jié)構(gòu)，代碼塊執(zhí)行結(jié)束后，就將包含的變量彈出

接下來看一段代碼：

function foo(){
    var a = 1
    let b = 2
    {
      let b = 3
      var c = 4
      let d = 5
      console.log(a)
      console.log(b)
    }
    console.log(b) 
    console.log(c)
    console.log(d)
}   
foo()

當(dāng)執(zhí)行到代碼塊時，對應(yīng)的執(zhí)行上下文如下：

foo函數(shù)執(zhí)行上
變量環(huán)境 a = 1, c = 3	詞法環(huán)境 {b = 3, d = 5} {b = 2}

當(dāng)代碼塊的代碼執(zhí)行完畢后，對應(yīng)的詞法環(huán)境里的變量就會被彈出棧

foo函數(shù)執(zhí)行上下文
變量環(huán)境 a = 1, c = 3	詞法環(huán)境 {b = 2}

原因

通過上面的分析，我們可以總結(jié)變量提升和塊級作用域的實現(xiàn)：

通過編譯階段，通過var聲明的變量已經(jīng)存在變量環(huán)境中并賦值為undefined，所以在執(zhí)行代碼的任何位置都能狗訪問得到，而不需要在聲明之后才能訪問
而通過let聲明的變量，會被存放在詞法環(huán)境中但并未初始化（不包含代碼塊的let或const聲明的變量），所以并不能訪問，而是等到遇到let聲明語句的時候才初始化并賦值
在遇到代碼塊時，會先將let和const聲明的變量存放在詞法環(huán)境中并設(shè)置為初始化，如果此時在代碼塊中在let聲明變量之前使用該變量，并不會去外部作用域找該變量，因為此時詞法作用域已經(jīng)存在改變量了，但未初始化，所以此時會報錯誤，這也是let暫時性死區(qū)的原因

單個執(zhí)行上下文中變量的查找規(guī)則

沿著詞法環(huán)境的棧頂向下查詢，如果在詞法環(huán)境的某個快中查找到了，就直接返回給js引擎，如果沒有找到，就繼續(xù)在變量環(huán)境中查找

在這里插入圖片描述

調(diào)用棧

調(diào)用棧是用來管理函數(shù)調(diào)用關(guān)系的一種棧結(jié)構(gòu)

在函數(shù)調(diào)用之前，會創(chuàng)建對應(yīng)的執(zhí)行上下文，并生成對應(yīng)的可執(zhí)行代碼

js維護(hù)了一個棧結(jié)構(gòu)，每當(dāng)遇到一個函數(shù)調(diào)用的時候，就創(chuàng)建一個執(zhí)行上下文，并壓入該棧中，
這個棧叫做執(zhí)行上下文棧，也叫做調(diào)用棧
當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完畢之后，會將對應(yīng)的執(zhí)行上下文彈出棧結(jié)構(gòu)
棧的容量是有限的，當(dāng)棧容量不夠的時候就有可能發(fā)生棧溢出

作用域鏈

在函數(shù)中如果在當(dāng)前作用域中找不到所需要的變量，就得沿著作用域鏈往下去查找，直到找到為止
我們都知道，當(dāng)一段代碼在執(zhí)行的時候，會有對應(yīng)的執(zhí)行上下文，那變量沿著作用域鏈查看的規(guī)則也是在執(zhí)行上下文中設(shè)置的
在每個執(zhí)行上下文中，在變量環(huán)境中，都有一個外部引用，用來執(zhí)行外部的執(zhí)行上下文，我們把這個外部引用稱為outer
上文已經(jīng)說到，變量的查找首先會從執(zhí)行上下文的詞法環(huán)境中查找，找不到就在變量環(huán)境中查找，再找不到的話就會沿著outer去外部的執(zhí)行上下文中查找
outer具體引用哪一個執(zhí)行上下文（作用域），是由詞法作用域決定的

詞法作用域

詞法作用域指的是作用域有代碼中函數(shù)的聲明位置決定的，也叫做靜態(tài)作用域

也就是說，當(dāng)創(chuàng)建一個執(zhí)行上下文的時候，其內(nèi)部的outer就會根據(jù)詞法作用域去執(zhí)行對應(yīng)的外部執(zhí)行上下文

在外部的執(zhí)行上下文中查找時，也是先從詞法環(huán)境中開始

function fn() {
    console.log(a);
}
function fn1() {
    let a = 1
    fn()
}
let a = 3  // let聲明的變量是在詞法環(huán)境中的
fn1()  // 3

閉包

在js中，根據(jù)詞法作用域的規(guī)則，內(nèi)部函數(shù)總是可以訪問外部函數(shù)中聲明的變量，當(dāng)通過調(diào)用一個外部函數(shù)返回一個內(nèi)部函數(shù)后，即使該外部函數(shù)已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束了，但是內(nèi)部函數(shù)引用外部函數(shù)的變量依然保存在內(nèi)存中，我們就把這些變量的集合稱為閉包

function foo() {
    var myName = " 極客時間 "
    let test1 = 1
    const test2 = 2
    var innerBar = {
        getName:function(){
            console.log(test1)
            return myName
        },
        setName:function(newName){
            myName = newName
        }
    }
    return innerBar
}
var bar = foo()
bar.setName(" 極客邦 ")
bar.getName()
console.log(bar.getName())

上面代碼中，由于存在閉包現(xiàn)象，foo函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，內(nèi)部的變量還會被保存，調(diào)用棧如下圖：

在這里插入圖片描述

當(dāng)執(zhí)行到 bar.setName 方法中的myName = "極客邦"這句代碼時，JavaScript 引擎會沿著“當(dāng)前執(zhí)行上下文–>foo 函數(shù)閉包–> 全局執(zhí)行上下文”的順序來查找 myName 變量，你可以參考下面的調(diào)用棧狀態(tài)圖：

在這里插入圖片描述

閉包的回收

如果閉包使用不正確，會很容易造成內(nèi)存泄漏的，關(guān)注閉包是如何回收的能讓你正確地使用閉包。
通常，如果引用閉包的函數(shù)是一個全局變量，那么閉包會一直存在直到頁面關(guān)閉；但如果這個閉包以后不再使用的話，就會造成內(nèi)存泄漏。
如果引用閉包的函數(shù)是個局部變量，等函數(shù)銷毀后，在下次 JavaScript 引擎執(zhí)行垃圾回收時，判斷閉包這塊內(nèi)容如果已經(jīng)不再被使用了，那么 JavaScript 引擎的垃圾回收器就會回收這塊內(nèi)存。
所以在使用閉包的時候，你要盡量注意一個原則：如果該閉包會一直使用，那么它可以作為全局變量而存在；但如果使用頻率不高，而且占用內(nèi)存又比較大的話，那就盡量讓它成為一個局部變量。

var bar = {
    myName:"time.geekbang.com",
    printName: function () {
        console.log(myName)
    }    
}
function foo() {
    let myName = " 極客時間 "
    return bar.printName
}
let myName = " 極客邦 "
let _printName = foo()
_printName()
bar.printName()